1、1第三单元 含硅矿物与信息材料1了解碳、硅元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2了解碳元素单质及其重要化合物对环境的影响。碳、硅及其氧化物的性质知识梳理1碳、硅的存在形态、物理性质和用途碳 硅 存在形态 游离态和化合态 化合态物理性质 金刚石：熔点高、硬度大石墨：硬度小、电的良导体灰黑色固体，有金属光泽、熔点高、硬度大，有脆性用途金刚石用于制造切割刀具；石墨用于制造电极、铅笔芯半导体材料和合金材料2.碳、硅单质的化学性质碳、硅在参与化学反应时，一般表现还原性。(1)碳与 O2反 应 O2（ 足 量 ） ： C O2= = = = =点 燃 CO2O2（ 不 足 ） ： 2
2、C O2= = = = =点 燃2CO)与 氧化 物反 应 CuO： 2CuO C= = = = = 2Cu CO2SiO2： SiO2 2C= = = = =高 温 Si 2COH2O： C H2O（ g） = = = = =高 温 CO H2)与 强氧 化性 酸反 应 浓 H2SO4： C 2H2SO4（ 浓 ） = = = = = CO2 2SO2 2H2O浓 HNO3： C 4HNO3（ 浓 ） = = = = = CO2 4NO2 2H2O )(2)硅与 非 金 属 单 质 反 应 O2： Si O2= = = = = SiO2F2： Si 2F2= = =SiF4Cl2： Si 2
3、Cl2= = = = =SiCl4)与 氢 氟 酸 反 应 ： Si 4HF= = =SiF4 2H2 )3二氧化硅和二氧化碳的比较物质 二氧化硅 二氧化碳结构 空间立体网状结构，不存在 存在单个分子2单个分子主要物理性质硬度大，熔、沸点高，常温下为固体，不溶于水熔、沸点低，常温下为气体，微溶于水与水反应 不反应 CO2H 2OH 2CO3与酸反应只与氢氟酸反应：SiO24HF= =SiF42H 2O不反应化学性质与碱反应(如 NaOH)SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O(盛碱液的试剂瓶用橡胶塞)CO2少量：CO22NaOH= =Na2CO3H 2OCO2过量：CO2NaOH= =
4、NaHCO3与盐反应如与 Na2CO3反应：SiO2Na 2CO3Na2SiO3C= = = = =高 温 O2如与 Na2SiO3反应：Na2SiO3H 2OCO 2(不足)=H2SiO3Na 2CO3或Na2SiO32H 2O2CO 2(足量)=H2SiO32NaHCO 3与碱性氧化物反应如与 CaO 反应：SiO 2CaOCaSiO3= = = = =高 温 如与 Na2O 反应：Na2OCO 2=Na2CO3用途光导纤维、光学仪器、电子部件制饮料、制碳酸盐自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)用活性炭去除冰箱中的异味，该过程中没有发生化学反应。( )(2)加热到一定温度
5、时，硅能与氯气、氧气等非金属反应。( )(3)CO2不支持燃烧是相对的。( )(4)硅的化学性质不活泼，常温下不与任何物质发生反应。( )(5)不能用 SiO2与水反应的方法来制取硅酸，不能用瓷坩埚来加热烧碱或纯碱使其熔化。( )解析：(1)是活性炭的吸附作用，属于物理变化，正确；(3)活泼金属(如镁)可以在CO2中燃烧，正确；(4)硅常温下可以和强碱溶液、HF 反应，错误；(5)一定条件下，SiO 2与 NaOH、Na 2CO3能发生反应，正确。答案：(1) (2) (3) (4) (5)2将碳、硅的单质和其物理性质或用途用短线连接起来。 金 刚 石 a.质 软 、 能 导 电 ， 可 制
6、电 极3 石 墨 b.作 吸 附 剂 、 脱 色 剂 C60c.熔 点 高 、 硬 度 大 ， 制 饰 品和 切 削 工 具 活 性 炭d.熔 点 高 ， 可 作 半 导 体 材 料和 制 光 电 池 的 材 料 晶 体 硅e.具 有 特 殊 结 构 ， 可 能 成 为新 型 催 化 剂 或 催 化 剂 载 体答案：c a e b d(2018湖北重点中学联考)往含有 0.2 mol NaOH 和 0.1 mol Ba(OH)2的混合溶液中持续稳定地通入 CO2气体，当通入气体为 8.96 L(标准状况)时立即停止。则这一过程中，溶液中离子的物质的量与通入 CO2气体的体积关系图像正确的是(气
7、体的溶解和离子的水解忽略不计)( )解析 本题涉及的化学反应有Ba(OH)2CO 2=BaCO3H 2O、2NaOH CO 2=Na2CO3H 2O、BaCO 3CO 2H 2O=Ba(HCO3)2、Na 2CO3CO 2H 2O=2NaHCO3。当未通入 CO2气体时，溶液中的离子为 0.2 mol Na 、0.1 mol Ba2 、0.4 mol OH ，共 0.7 mol；当通入 2.24 L CO2气体时，发生反应，此时溶液中离子为 0.2 mol Na 、0.2 mol OH ，共 0.4 mol；当通入 4.48 L CO2时，发生反应，此时溶液中离子为 0.2 mol Na 、0
8、.1 mol CO ，共 0.3 mol；当通入 6.72 23L CO2时，发生反应，此时溶液中离子为 0.2 mol Na 、0.2 mol HCO ，共 0.4 mol； 3当通入 8.96 L CO2时，发生反应 ，此时溶液中离子为 0.2 mol Na 、0.1 mol Ba2 、0.4 mol HCO ，共 0.7 mol，故 C 正确。 3答案 C标准状况下，将 3.36 L CO2气体通入 200 mL 1.00 molL1 NaOH 溶液中，充分反应后溶液中 c(CO )与 c(HCO ) 的比值为(不考虑 CO 、HCO 的水解)( )23 3 23 3A11 B12C21
9、 D134解析：选 B。 n(CO2) 0.15 mol，3.36 L22.4 Lmol 1n(NaOH)0.2 L1.00 molL 1 0.20 mol，由于 1 2，故二者完全反应生成含 Na2CO3和 NaHCO3的混合溶液。n（ NaOH）n（ CO2）设 n(Na2CO3) x， n(NaHCO3) y，则有 ，x y 0.15 mol（ 根 据 碳 元 素 守 恒 ）2x y 0.20 mol（ 根 据 钠 元 素 守 恒 ） )解得 x0.05 mol， y0.10 mol。CO2与碱反应产物的定量判断CO2通入 NaOH、Ca(OH) 2等强碱溶液的反应产物与 CO2气体的通
10、入量有关，当通入少量CO2时生成碳酸盐，当通入过量 CO2时生成碳酸氢盐；当 CO2的通入量介于两者之间时，既有正盐又有酸式盐生成，因此推断时一定要注意 CO2与碱之间量的关系。以 CO2与 NaOH 溶液反应为例，将 CO2通入 NaOH 溶液中，可能发生的反应为CO 22NaOH= =Na2CO3H 2O；CO 2NaOH= =NaHCO3。当 n(OH ) n(CO2)的值不同时产物如下：题组一 碳、硅单质的性质1(2018梧州高三月考)近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是( )石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，
11、具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B上述三种物质与金刚石互为同素异形体C石墨炔孔径略大于 H2分子的直径，可作 H2的提纯薄膜D上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同5解析：选 D。A 项，石墨烯是一种新发现的材料，它的物理性质是拉力好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等；B 项，同种元素的不同单质互称同素异形体；C 项，碳原子半径大于氢原子，则石墨炔孔径大于 H2分子的直径，可以容纳 H2分子；D 项，碳与浓硫酸反应产物均为二氧化碳、二氧化硫和水。2下列物质间的转化不能通过一步反应完成的是( )ASiO 2 SiB
12、CO 2 CCSiO 2 H 2SiO3DSi Na 2SiO3解析：选 C。A 项，SiO 22C Si2CO；B 项，CO 22Mg= = = = =高 温 2MgOC；C 项，SiO 2不能与水反应生成 H2SiO3，也无法与其他物质通过= = = = =点 燃 一步反应生成 H2SiO3；D 项，Si2NaOHH 2O=Na2SiO32H 2。题组二 碳、硅氧化物的性质3下列说法正确的是( )A反应：SiO 2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2，说明 H2SiO3的酸性强于= = = = =高 温 H2CO3的酸性B可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO 2)制取硅的反应C二氧化硅是生
13、产光导纤维、玻璃的基本原料DCO 2、CH 4、N 2都是温室气体解析：选 C。强酸制弱酸的规律适用于在溶液中进行的反应，而 SiO2与 Na2CO3是高温下固体之间的反应，由于生成 CO2气体逸出，有利于反应的进行，A 项错；焦炭和 SiO2制取硅需在高温下反应，在高温下试管会熔化，玻璃中的 SiO2也会与焦炭反应，B 项错；N 2不是温室气体，D 项错。4如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填入下表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可空着)。可供选择的试剂：A.盐酸；B.氢氧化钠溶液；C.氧气；D.水；E.二氧化碳。可选用的操作
14、：水洗；加热；高温灼烧；过滤；结晶。序号 粉末状混合物 选择的试剂 选用的操作(1) CaCO3(SiO2)(2) NaCl(SiO2)(3) SiO2(Fe2O3)(4) SiO2(CaCO3)6(5) SiO2(NH4Cl)解析：可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物；它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应；它受热不分解等性质来除杂。而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；氯化铵能受热分解。通过一定操作，除去杂质。除杂过程中所发生反应的化学方程式如下：(1)SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O；(3)Fe2O36HCl= =2FeCl33H 2O；(4)CaCO32HCl= =CaCl2
15、CO 2H 2O；(5)NH4Cl NH3HCl。= = = = = 答案：(1)B (2)D (3)A (4)A (5)(不需要加试剂) 碳、硅及其化合物的“十个特殊性”(1)一般情况下，非金属元素单质熔、沸点低，硬度小，但硅、金刚石的熔、沸点高，硬度大，其中金刚石为自然界中硬度最大的物质。(2)一般情况下，非金属单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。(3)Si 的还原性大于 C，但 C 在高温下能还原出Si：SiO 22C Si2CO。= = = = =高 温 (4)非金属单质与碱反应一般既作氧化剂又作还原剂，且无氢气放出，但硅与碱溶液反应只作还原剂，且放出氢气：Si2NaOHH
16、2O=Na2SiO32H 2。(5)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，但硅能跟 HF 作用：Si4HF= =SiF42H 2。(6)SiO2是酸性氧化物却能和非氧化性酸反应：SiO 24HF= =SiF42H 2O。(7)无机酸一般能溶于水，但 H2SiO3却难溶于水。(8)H2CO3的酸性强于 H2SiO3，所以 Na2SiO3CO 2H 2O=Na2CO3H 2SiO3，但高温下Na2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2也能发生。= = = = =高 温 (9)硅酸钠水溶液俗称“泡花碱”或水玻璃，却是盐溶液。(10)一般情况下，金属(Na、K、Fe)能置换出水中的氢，但在高温下非金属
17、C 也能置换出水中的氢：CH 2O(g) H2CO。 = = = = =高 温 硅酸及硅酸盐知识梳理一、硅酸1硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红7色。2硅酸不稳定，受热易分解：H 2SiO3 SiO2H 2O。= = = = = 3硅酸能与碱溶液反应，如与 NaOH 溶液反应的化学方程式为H2SiO32NaOH= =Na2SiO32H 2O。4硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。二、硅酸盐1概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。2表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(
18、Na2SiO3)写成 Na2OSiO2，钾云母(KH 2Al3Si3O12)写成 K2O3Al2O36SiO22H2O。3硅酸钠(Na 2SiO3)(1)白色、可溶于水的粉末状固体，其水溶液俗称水玻璃，有黏性，水溶液显碱性。(2)它能与酸性较硅酸强的酸反应，化学方程式分别为与盐酸反应：Na 2SiO32HCl= =2NaClH 2SiO3；与少量 CO2水溶液反应：Na 2SiO3CO 2H 2O=H2SiO3Na 2CO3。(3)用途：黏合剂(矿物胶)，耐火阻燃材料。三、无机非金属材料1传统无机非金属材料，如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。水泥 玻璃 陶瓷生产原料 石灰石、黏土 纯碱、石灰石、
19、石英 黏土主要设备 水泥回转窑 玻璃熔炉 陶瓷窑2.新型无机非金属材料，如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)(2015高考全国卷，7A)硅胶可用作食品干燥剂。( )(2)向一定浓度的 Na2SiO3溶液中通入适量 CO2出现白色沉淀，证明 H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强。( )(3)传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料。( )(4)水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品。( )(5)水玻璃是一种特殊的玻璃，泡花碱属于碱。( )解析：(4)水晶、玛瑙的主要成分均是 SiO2，不是硅酸盐产品，错误；
20、(5)Na 2SiO3 水溶液俗称水玻璃、泡花碱，它是一种盐溶液，错误。答案：(1) (2) (3) (4) (5)2将下列硅酸盐改写成氧化物的形式。8(1)NaAlSi3O8_；(2)Mg2Si3O8nH2O_。答案：(1)Na 2OAl2O36SiO2(2)2MgO3SiO2nH2O3世界著名的科技史专家、英国剑桥大学的李约瑟博士考证说：“中国至少在距今 3 000 年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是( )A制普通玻璃的原料主要是石灰石和黏土B玻璃在加热熔化时没有固定的熔点 C普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅 D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止
21、烧碱跟二氧化硅反应生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起解析：选 A。制普通玻璃的原料主要有石灰石、纯碱和石英砂，A 项不正确；玻璃是混合物，没有固定的熔点，B 项正确。(1)用氧化物的形式表示硅酸盐，只是物质组成的表示形式不同，其成分、性质是不变的。氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示其结构，切不可认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。(2)氢氟酸能腐蚀玻璃，可用于雕刻玻璃，盛放氢氟酸不能用玻璃瓶而用塑料瓶。氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航天航空、汽车发动机、机械等领域有着广泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路线图如下所示：石 英 砂 焦 炭 /高 温 粗 硅 Cl2/723 773 K SiCl4（
22、 粗 ） 精 馏 SiCl4（ 精 ） NH3 Si（ NH2） 4 高 温 氮 化 硅其中 NH 2基团中各元素的化合价与 NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以 NaOH 为例，用化学反应方程式表示其原因：_。(2)图示的变化中，属于氧化还原反应的是_。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl 4水解的化学反应方程式为_。(4)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得 1 mol 氮化硅粉末和 8 mol A 气体，则氮化硅的化学式为_。9(5)在高温下将 SiCl4在 B 和 C 两种气体的气氛中，也能
23、反应生成氮化硅，B 和 C 两种气体在一定条件下化合生成 A。写出 SiCl4与 B 和 C 两种气体反应的化学方程式：_。解析 (1)石英砂不能与碱共同存放的实质是 SiO2与碱可以发生反应。(2)反应是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应是硅单质与 Cl2反应，也是氧化还原反应。(3)SiCl4水解可以看作 Si 结合四个 OH 生成 H4SiO4，原硅酸不稳定失水生成 H2SiO3，Cl 结合H 生成 HCl。(4)氮化硅的化学式可通过题目信息，运用质量守恒求得。(5)结合题给信息，SiCl4与 N2、H 2反应可得到 Si3N4和 HCl。答案 (1)SiO 22NaOH= =Na2Si
24、O3H 2O(2) (3)SiCl 43H 2O=4HClH 2SiO3(答案合理即可，若写“H 4SiO4”也正确) (4)Si3N4 (5)3SiCl 42N 26H 2 Si3N412HCl= = = = =高 温 (1)与 SiCl4水解原理类似，试写出 PCl5水解反应的化学方程式：_。(2)在反应中，3 mol Si(NH2)4在高温下加热可得 1 mol 氮化硅粉末和 8 mol A 气体，该反应的化学方程式为_。答案：(1)PCl 54H 2O=5HClH 3PO4(2)3Si(NH2)4 Si3N48NH 3= = = = =高 温 题组一 硅酸盐的性质与应用1汉紫是出土文物
25、兵马俑所使用的一种颜料，其成分为硅酸铜钡(BaCuSi 2O6)。下列有关汉紫的说法中正确的是( )A硅酸铜钡是硅酸铜和硅酸钡的混合物B汉紫中 Cu 的化合价为1C可以写作 BaOCuOSiO2的形式D性质稳定，不易褪色解析：选 D。BaCuSi 2O6是纯净物，A 项错误。由化合物中各元素化合价代数和为零知，BaCuSi2O6中 Cu 的化合价为2，B 项错误。BaCuSi 2O6可以写作 BaOCuO2SiO2的形式，C 项错误。汉紫是出土文物兵马俑所使用的一种颜料，可见其性质稳定，不易褪色，D 项正确。2下列物质性质与用途对应关系正确的是( )选项 性质 用途10A 硅酸钠化学性质稳定
26、用作木材防火剂B 硅胶具有吸附水分的能力 硅用作半导体材料C 二氧化硅硬度大、熔点高 用氢氟酸在玻璃上刻花纹D 焦炭具有可燃性 焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅解析：选 A。硅胶吸附水，与硅用作半导体材料无关，B 错误；二氧化硅硬度大、熔点高，与氢氟酸在玻璃上刻花纹无关，C 错误；焦炭具有可燃性，与焦炭还原二氧化硅无关，D 错误。3硅与铝同周期。SiO 2是硅酸盐玻璃(Na 2CaSi6O14)的主要成分，Na 2CaSi6O14也可写成Na2OCaO6SiO2。盛放 NaOH 溶液的试剂瓶若用玻璃塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为_。长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量
27、分数相同。由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为_。解析：玻璃的成分中含有 SiO2，能与 NaOH 溶液反应生成黏性很强的 Na2SiO3而发生黏连，反应的化学方程式为 SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O。由于钙长石和钠长石中氧原子的物质的量分数相同，钠长石中钠与铝的原子个数比为 11，钙长石中钙和铝的原子个数比为12。钠长石中氧原子的物质的量分数为 ，则钙长石用氧化物的形式表示为85 8CaOAl2O3nSiO2，因此 ， n2，钙长石的化学式为 CaOAl2O32SiO2，即4 2n2 5 3n 813为 CaAl2Si2O8。答案：SiO 22NaOH= =
28、Na2SiO3H 2O CaAl 2Si2O8题组二 含硅物质间的转化4如图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是( )ASiO 2属于两性氧化物B盛放 Na2CO3溶液的试剂瓶能用玻璃塞C硅胶吸水后可重复再生D图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：选 C。SiO 2是酸性氧化物，它能与氢氟酸反应是其特殊性质，A 错；在图示转化11关系中只有第一行的变化是氧化还原反应，其余均为非氧化还原反应，D 错。5(2015高考海南卷)单质 Z 是一种常见的半导体材料，可由 X 通过如下图所示的路线制备，其中 X 为 Z 的氧化物，Y 为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：(1)能与
29、 X 发生化学反应的酸是_；由 X 制备 Mg2Z 的化学方程式为_。(2)由 Mg2Z 生成 Y 的化学反应方程式为_，Y 分子的电子式为_。(3)Z、X 中共价键的类型分别是_、_。解析：单质 Z 为半导体，则 Z 是 Si；Si 的氧化物为 SiO2(X)，可与氢氟酸反应。根据反应流程图可知，SiO 2与 Mg 在加热条件下反应生成 Mg2Si，Mg 2Si 与盐酸反应生成的 Y 为氢化物，则 Y 的分子式是 SiH4，加热分解可得到 Si 单质。答案：(1)氢氟酸 SiO 24Mg 2MgOMg 2Si= = = = = (2)Mg2Si4HCl= =2MgCl2SiH 4 (3)非极
30、性(共价)键 极性(共价)键课后达标检测一、选择题1材料与化学密切相关，表中对应关系错误的是( )选项 材料 主要化学成分A 刚玉、金刚石 三氧化二铝B 大理石、石灰石 碳酸钙C 普通水泥、普通玻璃 硅酸盐D 沙子、石英 二氧化硅解析：选 A。刚玉和金刚石的成分分别是三氧化二铝和碳；大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙；普通玻璃和普通水泥都是常见的硅酸盐材料；沙子和石英的主要成分都是二氧化硅。2天工开物记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙粘土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是( )A沙子和粘土的主要成分为硅酸盐B“燃薪举
31、火”使粘土发生了复杂的物理化学变化12C烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料解析：选 A。沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A 项错误。粘土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理化学变化，B 项正确。由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C 项正确。粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D 项正确。3(2018梧州一模)下列叙述正确的是( )A利用高纯硅可以制成光电池，将光能直接转化为电能BCO、CO 2均易与血红蛋白结合而中毒C从 SiO2制备高纯 Si 的过程反应中只涉及置换反应DSiO 2和 H2O 反应可直接制备 H2SiO3解析：选
32、 A。高纯硅的其中一个用途就是制成光电池；CO 2与血红蛋白不结合；从 SiO2制备高纯 Si 的过程反应中还涉及化合反应；SiO 2和 H2O 不反应。4昆仑玉的成分可简单看成是 Ca2Mg5Si8O22(OH)2，则其用二氧化硅和金属氧化物的形式可表示为( )ACaOMgOSiO 2H2OB2CaO5MgO8SiO 2H2OC2CaOMgOSiO 22H2OD5CaO2MgO8SiO 2H2O解析：选 B。根据硅酸盐改写成氧化物的要求和元素守恒，昆仑玉的氧化物形式可表示为 2CaO5MgO8SiO2H2O。5某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素( )A在自然
33、界中只以化合态的形式存在B单质常用作半导体材料和光导纤维C最高价氧化物不与任何酸反应D气态氢化物比甲烷稳定解析：选 A。短周期非金属元素最外层电子数是次外层电子数一半的是 Si。硅在自然界中只以化合态形式存在。硅常用作半导体材料，SiO 2是光导纤维的主要成分。SiO 2虽然是酸性氧化物，但可以和 HF 反应。硅的非金属性比碳弱，其气态氢化物比甲烷活泼。6下列离子方程式的书写正确的是( )A水玻璃中通入过量二氧化碳：Na 2SiO3CO 2H 2O=2Na CO H 2SiO323B澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH) 22CO 2=Ca2 2HCO 3C硅与氢氟酸的反应：Si4H 4F
34、 =SiF42H 2D二氧化硅溶于烧碱溶液中：SiO 22OH =SiO H 2O2313解析：选 D。Na 2SiO3是强电解质，应拆成 Na 、SiO ，且应生成 HCO ；B 项正确写23 3法是 CO2OH =HCO ；C 项，氢氟酸是弱酸，不能拆分成 H 和 F 。 37水玻璃(Na 2SiO3溶液)广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。如图是用稻壳灰(SiO 2：65%70%、C：30%35%)制取水玻璃的工艺流程：下列说法正确的是( )A原材料稻壳灰价格低廉，且副产品活性炭有较高的经济价值B操作 A 与操作 B 完全相同C该流程中硅元素的化合价发生改变D反应
35、器中发生的反应为氧化还原反应解析：选 A。A 项，稻壳灰来源广泛价格低廉，活性炭具有吸附性，有较高的经济价值，正确；B 项，操作 A 为过滤，操作 B 为蒸发浓缩，是两种不同的操作，错误；C 项，二氧化硅中，硅元素的化合价是4 价，硅酸钠中，硅元素的化合价也是4 价，所以该流程中硅元素的化合价没有发生改变，错误；D 项，反应器中发生的反应为SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O，此反应没有化合价的变化，属于非氧化还原反应，错误。8将足量 CO2通入 KOH 和 Ca(OH)2的混合稀溶液中，生成沉淀的物质的量( n)和通入CO2体积( V)的关系正确的是( )解析：选 D。CO 2与
36、KOH 和 Ca(OH)2都会反应，但存在着竞争，如果先与 KOH 反应，则反应后生成的 K2CO3立即会与 Ca(OH)2反应生成 CaCO3，因此，可以看成 CO2先与 Ca(OH)2反应，所以通 CO2后立即有 CaCO3生成。第二步还要判断 CO2是先跟 KOH 反应还是先与生成的 CaCO3反应，同样可以采用假设法判断，即如果先与 CaCO3反应，则生成的 Ca(HCO3)2又会与 KOH 反应，因此是先与 KOH 反应，此过程生成沉淀的物质的量不变，当 KOH 反应完全，再与 CaCO3反应，直至沉淀完全溶解，故选 D。9在水玻璃中通入少量的 CO2气体，充分反应后加热蒸干，再高温
37、充分灼烧，冷却后14所得的固体物质为( )ANa 2SiO3BNa 2SiO3与 Na2CO3CSiO 2与 Na2CO3DSiO 2、Na 2SiO3及 Na2CO3解析：选 A。通入少量 CO2生成少量 Na2CO3和 H2SiO3，高温充分灼烧又发生反应：H2SiO3 SiO2H 2O，SiO 2Na 2CO3 Na2SiO3CO 2。= = = = = = = = = =高 温 10.将足量的 CO2不断通入 KOH、Ba(OH) 2、KAlO 2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与所通入 CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应过程中的叙述不正确的是( )A Oa 段反应的化学方程式
38、是 Ba(OH)2CO 2=BaCO3H 2OB ab 段与 cd 段所发生的反应相同C de 段沉淀减少是由于 BaCO3固体的消失D bc 段反应的离子方程式是 2AlO 3H 2OCO 2=2Al(OH)3CO 2 23解析：选 B。CO 2优先与 Ba(OH)2反应(图像中 Oa 段)，然后与 KOH 反应(图像中 ab 段)，接着与 KAlO2反应(图像中 bc 段)，再与 K2CO3反应(图像中 cd 段)，最后与 BaCO3反应(图像中 de 段)。二、非选择题11硅是无机非金属材料的主角，硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的 90%以上。(1)下列物质不属于硅酸盐的是_。A陶瓷 B
39、玻璃C水泥 D生石灰(2)SiO2是玻璃的主要成分之一，SiO 2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_，工艺师常用_(填物质名称)来雕刻玻璃。(3)用 Na2SiO3水溶液浸泡过的棉花不易燃烧，说明 Na2SiO3可用作_。Na 2SiO3可通过 SiO2与纯碱混合高温熔融反应制得，高温熔融纯碱时下列坩埚可选用的是_。A普通玻璃坩埚 B.石英玻璃坩埚C氧化铝坩埚 D.铁坩埚(4)工业上常利用反应 2CSiO 2 Si2CO制备粗硅，该反应中所含= = = = =高 温 元素化合价升高的物质是_(填化学式，下同)，氧化剂是_。解析：(1)生石灰是 CaO，为碱性氧化物且不含 Si 元素，不属于硅酸
40、盐。(2)SiO 2与15NaOH 溶液反应的化学方程式为 SiO22NaOH= =Na2SiO3H 2O。由于 SiO2能溶于氢氟酸，因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。(3)Na 2SiO3水溶液又称“水玻璃”，具有阻燃的功能，因此可用作防火剂。SiO 2和 Na2CO3在高温下反应生成 Na2SiO3和 CO2，故含 SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及 Al2O3等都能与 Na2CO3在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融纯碱。(4)题给反应中 C(碳)被氧化，SiO 2中4 价的硅被还原，因此 SiO2作氧化剂。答案：(1)D (2)SiO 22NaOH= =Na2SiO3H 2O
41、 氢氟酸 (3)防火剂 D (4)C SiO 212硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)1810 年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是_。(2)陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有_。(3)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：发生的主要反应电弧炉 SiO22C Si2CO= = = = =1 600 1 800 流化床反应器 Si3HCl SiHCl3H 2= = = = =2
42、50 300 还原炉 SiHCl3H 2 Si3HCl= = = = =1 100 1 200 用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为_；碳化硅又称_，其晶体结构与_相似。在流化床反应的产物中，SiHCl 3大约占 85%，还有 SiCl4、SiH 2Cl2、SiH 3Cl 等，有关物质的沸点数据如下表，提纯 SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和_。物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4沸点/ 2 355 57.6 31.8 8.2 30.4 84.9 111.9SiHCl 3极易水解，其完全水解的产物为_。
43、(4)氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是_。解析：(1)加热石英砂、木炭和铁时，得到的为合金。(2)生产普通玻璃的主要原料为石英砂、纯碱和石灰石。(3)石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热反应生成碳化硅，化学方16程式为 SiO23C SiC2CO；碳化硅俗称金刚砂；它的结构与金刚石(或= = = = =高 温 单晶硅)相似。比较 SiCl4、SiHCl 3、SiH 2Cl2、SiH 3Cl 的沸点，可得常温下SiHCl3、SiCl 4为液体，SiH 2Cl2、SiH 3Cl 为气体，沉降除去产物中的固体后，冷凝得到SiHCl3、SiCl 4的混合液体，用蒸馏法可分离二者。SiHCl
44、3极易水解：SiHCl33H 2O=H2SiO3H 23HCl。(4)氯碱工业产生的 H2、HCl，能作为上述工艺生产的原料。答案：(1)含有硅、碳的铁合金(或硅铁) (2)石英砂、纯碱和石灰石 (3)SiO 23CSiC2CO 金刚砂 金刚石(或单晶硅) 精馏(或蒸馏) = = = = =高 温 H 4SiO4(或 H2SiO3)、H 2、HCl (4)H 2、HCl13(2018厦门十中月考)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。实验操作步骤：.打开弹簧夹 1，关闭弹簧夹 2，并打开活塞 a，滴加盐酸。.A 中看到白色沉淀时
45、，关闭活塞 a。请回答：(1)B 中反应的离子方程式是_。(2)通过步骤、得知盐酸具有的性质是_(填字母)。A挥发性 B还原性C氧化性 D酸性(3)C 装置的作用是_，X 是_(写化学式)。(4)为了验证碳的非金属性强于硅，步骤中未写的操作和现象是_，D 中反应的化学方程式是_。(5)碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因是_(从原子结构角度加以解释)。解析：B 中 CaCO3与盐酸反应的离子方程式为 CaCO32H =Ca2 CO 2H 2O，此反17应表明盐酸具有酸性，A 中看到的白色沉淀是 AgCl 沉淀，此现象表明盐酸具有挥发性。C装置是用饱和 NaHCO3溶液除去 CO2中混有的 HCl 气体，以保证与 Na2SiO3溶液反应生成白色胶状沉淀的是 CO2，此反应的化学
